本发明涉及碳纤维技术领域，尤其涉及一种碳纤维原丝无捻收丝装置及控制方法，装置包括：机架、随动机构和排线机构；随动机构包括支承架、导向轮、张紧轮、固定杆和摆杆；排线机构包括导丝组件和排线组件，导丝组件包括导丝头和导丝辊，排线组件包括卷绕轴，原丝依次经过导向轮和张紧轮，牵引至导丝头中，并包绕于卷绕轴上，且卷绕时原丝始终与导丝辊的外轴面保持接触状态；导丝组件和排线组件之间设置有感应组件，感应组件包括齿轮、齿条和感应件；感应件实时读取齿条移动路径并确定卷绕轴的收卷卷径，确定导丝组件的位置信息并进行校对，根据导丝组件的位置信息调整随动机构相对于机架的位置，使得原丝的入纱角度保持不变，保证收卷质量。